Estos hechos fueron confirmados por investigadores en una conferencia de prensa que tuvo lugar en la base de operaciones de la NASA, en la cual anunciaron los muy esperados resultados del satélite Gravity Probe B (Sonda de Gravedad B, en idioma español), o GP–B, por su sigla en idioma inglés.
“El espacio–tiempo alrededor de la Tierra está siendo distorsionado exactamente como lo predice la relatividad general”, dice el físico Francis Everitt, de la Universidad de Stanford, quien es investigador principal de la misión Gravity Probe B.
Concepto artístico de la sonda GP–B midiendo el espacio–tiempo curvo alrededor de la Tierra. [Más información].
“Este es un resultado grandioso”, agrega Clifford Will, de la Universidad de Washington, en St. Louis. Experto en las teorías de Einstein, Will preside un panel independiente del Consejo Nacional de Investigaciones, el cual fue creado por la NASA en 1998 con el fin de monitorizar y revisar los resultados de la Gravity Probe B. “Algún día”, predice, “esto formará parte de los libros de texto como uno de los experimentos clásicos en la historia de la física”.
El tiempo y el espacio, según las teorías de la relatividad de Einstein, están entrelazados y forman un tejido de cuatro dimensiones que llamamos “espacio–tiempo”. La masa de la Tierra crea una hendidura en este tejido, similar a lo que sucede cuando una persona pesada se sienta en el centro de una cama elástica. Según Einstein, la gravedad es simplemente el movimiento de los objetos que siguen las líneas curvas de la hendidura.
Si la Tierra se mantuviese estacionaria, ese sería el final de la historia. Pero la Tierra no se mantiene estacionaria. Nuestro planeta gira en torno a sí mismo, y ese giro debería torcer levemente la hendidura, jalándola hasta formar un remolino en cuatro dimensiones. Esto es lo que GP–B fue a investigar en 2004.
La idea que hay detrás del experimento es sencilla:
Colocar un giroscopio en órbita alrededor de la Tierra, con el eje de giro apuntando hacia alguna estrella distante, para que sirva como punto de referencia fijo. Debido a que está libre de fuerzas externas, el eje del giroscopio debería continuar apuntando hacia la estrella por siempre. Pero si el espacio está torcido, la dirección en la que apunta el eje del giroscopio debería cambiar con el paso del tiempo. Al registrar este cambio de dirección relativo a la estrella, sería posible medir las torceduras del espacio–tiempo.
Sin embargo, en la práctica, el experimento es absolutamente difícil de realizar.
{mosimage}Uno de los giroscopios super esféricos de la Gravity Probe B. [Más información]
Los cuatro giroscopios que se encuentran ubicados a bordo de la GP–B son las esferas más perfectas creadas por el hombre. Estas esferas de cuarzo y silicio fundidos miden 3,8 centímetros (1,5 pulgadas) de diámetro (el tamaño de una pelota de ping-pong) y nunca se desvían de ser esferas perfectas en más de 40 capas de átomos. Si los giroscopios no fuesen tan esféricos, sus ejes de giro se tambalearían incluso sin la intervención de los efectos de la relatividad.
Según ciertos cálculos, la torsión del espacio–tiempo alrededor de la Tierra debería hacer que los ejes de los giroscopios cambien apenas 0,041 segundos de arco al año. Un segundo de arco es la 1/3600va parte de un grado. Para poder medir este ángulo correctamente, la GP–B necesitaba contar con una fantástica precisión de 0,0005 segundos de arco. Esto es tan difícil como medir el grosor de una hoja de papel vista de costado desde una distancia de casi 161 kilómetros (100 millas).
“Los investigadores a cargo de la GP–B tuvieron que inventar tecnologías completamente nuevas para hacer que esto sea posible”, agrega Will.
Ellos desarrollaron un satélite “libre de arrastre” que pudiese rozar las capas externas de la atmósfera de la Tierra sin perturbar a los giroscopios. Resolvieron el problema de impedir que el campo magnético de la Tierra penetre en el interior de la nave. Asimismo, inventaron un aparato capaz de medir el giro de un giroscopio (Visited 27 times, 1 visits today)
